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1、第3章 基因的本质 第1节 DNA是主要的遗传物质,人教版必修2,19世纪中期，孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状是由 基因 控制的?,20世纪初期，摩尔根通过果蝇实验证明了：基因位于 染色体 上。,20世纪中叶，科学家发现：染色体主要由 蛋白质和DNA （成分）组成。,蛋白质,染色体,蛋白质和DNA， 谁是遗传物质?,作为遗传物质应具有的特点：,1、在细胞生长和繁殖过程中能够精确的 自我复制 2、指导蛋白质合成，控制生物的性状和 新陈代谢 3、具有储存巨大数量遗传信息的潜在能力 4、结构具有稳定性，能够发生突变，突变 后能够继续复制并遗传给后代（连续性）,一、对遗传物质的早期推测,20世纪2
2、0年代，大多数科学家认为 是生物体的遗传物质。 20世纪30年代，人们认识到 的重要性，但是认为 是遗传物质的观点仍占主导地位。,蛋白质,DNA,蛋白质,1探索遗传物质的过程是漫长的，直到20世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。当时人们作出判断的理由不包括( ) A不同生物的蛋白质在结构上存在差异 B蛋白质与生物的性状密切相关 C蛋白质比DNA具有更高的热稳定性，并且能够自我复制 D蛋白质中氨基酸的不同排列组合可以储存大量遗传信息,C,经典实验,格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验,艾弗里确定转化因子的体外转化实验,噬菌体侵染细菌的实验,烟草花叶病毒的侵染实验,DNA是主要的遗传物质的证据,
3、实验材料：,两种肺炎双球菌,R型菌 无荚膜，无毒,S型菌 有荚膜，有毒，可致死,一.肺炎双球菌转化实验,S型菌落(光滑),R型菌落(粗糙),S型：菌落表面光滑，不被免疫系统识别，有多糖荚膜，使人患肺炎或小鼠得败血症，有毒性。 R型： 菌落表面粗糙，被免疫系统识别，没有荚膜，无毒性。,肺炎双球菌,一、肺炎双球菌的转化实验,过程探究1格里菲思的实验：,知识建构1 加热杀死的S型细菌中， 必然含有某种促成这一转化的活性物 质“转化因子”。,?,哪种物质是转化因子？,对比A.B组的实验现象，这说明了什么？,什么使活R型细菌转变成活的S型细菌？,?,?,?,由于体内有活的S型细菌的作用。,活的R型细菌变
4、成了活的S型细菌。,加热杀死的S型细菌使活的R型细菌发生了转化。,过程探究1格里菲思的实验：,D组小鼠为什么会死亡呢？,活的S型细菌如何出现？,?,S型细菌使小鼠死亡。,实验设计寻找转化因子：,在杀死的S型细菌中含有哪些物质？,但究竟哪一个才是转化因子呢？,假如你是当时的科学家,应该怎样设计实验来证明:转化因子是什么物质?,讨论:,在证明DNA还是蛋白质或其他物质是遗传物质的实验中最关键的设计思路是什么？,必须将蛋白质、其他物质与DNA分开，单独、直接地观察它们的作用，才能确定究竟谁是遗传物质。,提出问题,实验方案：,2、分别与R型细菌混合培养，观察其后代是否有S型细菌出现.,1、从活的S型细
5、菌中分离，提取出各种成分，(DNA、蛋白质和多糖 等物质),DNA蛋白质和其他物质谁是遗传物质?,作出假设:,实施方案 验证预测,预期效果：,DNA是遗传物质,只有加入S型菌的DNA才能使R型菌转变成S型菌,分析结论,实验材料：,两种类型的肺炎双球菌(R型和S型),过程探究2艾弗里的实验：,过程探究2艾弗里的实验：,过程探究2艾弗里的实验：,过程探究2艾弗里的实验分析：,?,只在A组中出现S型细菌,说明了什么?,只有加入DNA，R型细菌才能转化为S型细菌,知识建构2 DNA是转化因子。,1.艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验,结果如下表。从表可知( ),C,A.不能证明S型菌的蛋白质不
6、是转化因子 B.说明S型菌的荚膜多糖有酶活性 C.和说明S型菌的DNA是转化因子 D.说明DNA是主要的遗传物质,如图甲为肺炎双球菌的转化实验中的部分图解，请据图回答下列问题： (1)该实验是_(填人名)所做的肺炎双球菌的转化实验图解。 (2)该实验是在_(填人名)的实验基础上进行的。 (3)在对R型细菌进行培养之前，必须首先进行的工作是分离、提纯S型细菌的_ 等物质。 (4)依据上面图解的实验，可以作出_的假设。,艾弗里,格里菲思,DNA、蛋白质、荚膜多糖,DNA是遗传物质,(5)为验证上面的假设，设计了如图乙所示的实验： 在该实验中加入DNA酶，观察到的实验现象是培养基只长出_。,R型细菌
7、,(6)通过上面两步实验，仍然不能说明_、_不是遗传物质，为此设计了如图丙所示的实验： 据此观察到的实验现象是培养基上_，该实验能够说明_。,蛋白质,荚膜多糖,只长出R型细菌,蛋白质、荚膜多糖不是遗传物质,?,有没有可能是DNA上仍沾有的0.02%蛋白质是转化因子呢？,?,有没有比细菌更为简单的实验材料？,噬菌体的结构模式图,三、噬菌体侵染细菌的实验,T2噬菌体中 60%是蛋白质, 40%是DNA,蛋白质 外壳,DNA,小资料:,T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,T2噬菌体侵染细菌后,就会在自身遗传物质的作用下,利用细菌体内的物质来合成自身的组成成分,从而进行大量的繁殖.,噬菌体侵
8、染细菌的动态过程：,侵入别的细菌,侵入,合成,组装,释放,吸附,吸附,T2噬菌体的遗传物质究竟是蛋白质还是DNA?,?,DNA和蛋白质,应分别标记哪一种元素？,1952年赫尔希和蔡斯设计了 一个巧妙实验：用放射性同位 素标记和测试。,在T2噬菌体的化学分析中, 对蛋白质和DNA的进一步分析表明: 硫仅存在于蛋白质分子中, 磷仅存在于DNA分子中.,过程探究3赫尔希和蔡斯的实验：,?,如何让噬菌体被标记？,怎样将32P标记到噬菌体的DNA上？,（先用含32P的培养基培养大肠杆菌， 再用噬菌体去感染这种大肠杆菌）,1、标记大肠杆菌：,大肠杆菌+含35S的培养基 含35S的大肠杆菌,大肠杆菌+含32
9、P的培养基 含32P的大肠杆菌,2、标记噬菌体：,噬菌体+含35S的大肠杆菌 含35S的噬菌体,噬菌体+含32P的大肠杆菌 含32P的噬菌体,（蛋白质外壳）,(DNA),3、噬菌体侵染细菌实验：,实验过程：,过程探究3赫尔希和蔡斯的实验：,过程探究3赫尔希和蔡斯的实验：,过程探究3赫尔希和蔡斯的实验：,A、B两组实验结果:,A组标记的是蛋白质，侵染时留在外面，产生的子代噬菌体不含放射性。 B组标记的是DNA，侵染时进入细菌体内，产生子代噬菌体含有放射性。,?,实验说明什么？,噬菌体进入细菌中的是DNA，蛋白质 留在外面，这样就形成了与亲代一样 的噬菌体，遗传物质是DNA,而不是蛋 白质.它的蛋
10、白质不是亲代连续下来 的，是由DNA控制合成的。,知识建构3DNA是遗传物质。,?,1.如果用15N、32P、35S标记噬菌体后让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体产组成结构成分中，能够找到的放射性元素为: A.可在外壳中找到15N和35S B.可在DNA中找到15N和32P C.可在外壳中找到15N D.可在DNA中找到15N、32P、35S,B,练习,?,所有生物的遗传物质都是DNA吗？,相关链接SARS病毒的结构：,相关链接 SARS病毒的遗传物 质：,?,SARS病毒中，谁是遗传物质？,知识建构4 RNA是遗传物质。,课堂延伸,设计实验：证明烟草花叶病毒的遗传物质是什么？,烟草花叶病毒（T
11、MV）,被病毒感染的烟草叶片,设计实验：,蛋白质,RNA,设计思路：,技术方法：,将蛋白质与RNA分离，单独观察,自身分离、化学提取分离、酶解法分离,分离DNA与蛋白质的技术手段有三类： （1）自身分离。（同位素标记观察） （2）化学提取法分离RNA与蛋白质， （3）用RNA酶和蛋白酶分别处理噬菌体,分离,分离,重组,重组,感染,新的病毒,产生 哪种 病毒？,知识建构5 大多数生物以 为遗传物质， 少数生物以 为遗传物质， 所以 是一切生物的遗传物质， 是主要的遗传物质。 蛋白质 （是，不是）遗传物质。,DNA,RNA,核酸,DNA,不是,生 物 界,细 胞 生 物,非 细 胞 生 物,RNA
12、病毒：艾滋病病毒(HIV逆转录)、 流感病毒（如禽流感，猪流感， 现称甲型H1N1病毒，逆转录）、 SARA（不逆转录）毒、登革热病毒、 甲肝病毒、烟草花叶病毒及类病毒等,DNA病毒：噬菌体、乙肝病毒、天花病毒等,原核生物：细菌、支原体、衣原体、 蓝藻、放线菌等,真核生物：植物、动物、原生生物、真菌,遗传物质是RNA,遗传物质是DNA,核酸是一切生物的遗传物质，核酸包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA），绝大多数生物都是以DNA作为遗传物质的，因此DNA是主要的遗传物质。,归 纳 总 结,1.列表比较DNA是主要的遗传物质的实验证据,从S型活细菌中提取的DNA、蛋白质和多糖，分别与R型
13、活细菌培养液混合培养,仅加入DNA，才能使R型活细菌转化为S型，且能遗传。用DNA酶处理的DNA失去转化作用,DNA是遗传物质,蛋白质等物质不是,用同位素32P标记DNA，35S标记蛋白质，来证明只有噬菌体的DNA进入细菌体内，完成遗传作用,带有同位素32P的DNA进入细菌内完成遗传作用,DNA是遗传物质,从烟草花叶病毒中提取RNA和蛋白质，分别感染烟草,只有RNA才能感染烟草,RNA是遗传物质,设计思路都是:设法把DNA(RNA)与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA(RNA)的作用 都遵循了对照原则,1注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的是（ ） AR型肺炎双球菌 B加热杀死后的R型肺炎双
14、球菌 C加热杀死后的S型肺炎双球菌 D加热杀死后的S型肺炎双球菌与R型细 菌混合 2用噬菌体去感染体内含32P的细胞，在细菌 解体后含32P的是（ ） A子代噬菌体DNA B子代噬菌体所有部分 C子代噬菌体蛋白质外壳 D子代噬菌体不含32P,学习自测,D,A,格里菲思,艾弗里及其同事,在小鼠体内,体外培养基,R型细菌与S型细菌的毒性对照,S型细菌各成分的作用对照,用加热杀死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验来说明确实发生了转化,将物质提纯分离后，直接地、单独地观察某种物质在实验中所起的作用,S型细菌体内有“转化因子”,S型细菌的DNA是遗传物质,所用材料相同 体内转化实验是体外转化实验的基础，体外转化实验是体内转化实验的延伸 两实验都遵循对照原则、单一变量原则,
